Chemie-Experimentiervormittag in der Klasse 10D

Am Mittwoch, den 19.10.2022, fand im Rahmen der Evaluierung der TUMKollegs-Forschungsarbeit von Gero Schulze Zumkley aus dem Q12er TUMKolleg ein mehrstündiger Chemie-Experimentiervormittag für die Schüler:innen der Klasse 10D statt.

Für die Forschungsarbeit wurde für das Programm „TUM Entdeckerinnen“ (https://www.explore.tum.de/explore/tumentdeckerinnen) ein umfassendes Portfolio an Versuchsanleitungen für chemische Experimente entwickelt. „TUM Entdeckerinnen“ ist ein Programm der Technischen Universität München zur Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern, das sich an Schülerinnen richtet. Das Versuchsanleitungsportfolio, welches am „WACKER-Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie“ erarbeitet wurde, befasst sich mit Experimenten rund um die Polymerchemie und soll Schülerinnen aus der Mittelstufe die Polymerchemie näherbringen. Gegenstand der Polymerchemie sind die Eigenschaften, die Herstellung und die Modifizierung von natürlichen (z.B. Stärke oder Zellulose) und künstlichen (z.B. Polyester oder Polyamide) Makromolekülen.

Um der Klasse den theoretischen Hintergrund für die verschiedenen Versuche zu vermitteln, fand am Vortag eine theoretische Einführung in das Thema Polymerchemie statt. Am Experimentiervormittag wurden die Schüler*innen aus der Klasse 10D von Gero, zwei TUM-Doktorand*innen und der regulären Lehrkraft betreut. Dabei führten die Schüler*innen folgende Experimente in Kleingruppen durch:

Versuch 1: Nylon-Synthese durch Polymerisation von 1,6-Hexamethylendiamin und Sebacinsäuredichlorid.
Dabei reagieren die beiden Edukte an einer Phasengrenze, der hierbei gebildete Nylonfaden konnte mit einer Pinzette aus dem Reaktionsgemisch herausgezogen und um einen Glasstab gewickelt werden.

Versuch 2: Synthese einer Kartoffelstärke-Folie mit Glycerin als Weichmacher.
Dazu wurde Stärke-Pulver mit Glycerin in Wasser gelöst und so lange erhitzt, bis eine viskose Masse entstanden war. Anschließend wurde das Gemisch auf einer Polyethylen-Folie zum Trocknen aufgetragen. Nachdem die Folie nach einigen Stunden ausgehärtet war, war eine dehnbar / biegsame sowie relativ bruch- und reißresistent Folie entstanden.

Versuch 3: Entfernung von Weichmachern aus PVC-Folien durch Ethanol.
Bei diesem Versuch wurden kleine Teile einer PVC-Folie für einige Tage in Ethanol eingelegt. Durch das Einlegen / die Entfernung des Weichmachers war die PVC-Folie deutlich härter und weniger flexibel / biegsam als die ursprüngliche bzw. unbehandelte Folie.

Anhand der Versuche 2 und 3, in denen Weichmacher hinzugefügt bzw. entfernt wurden, konnten die Schüler*innen die Bedeutung von Weichmachern für Kunststoffe erkennen.

Vielen Dank für die tolle Betreuung meiner Forschungsarbeit am TUM „WACKER-Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie“ und die Unterstützung bei den Versuchen am Experimentiervormittag durch Alina Denk, Moritz Kleybolte und die betreuenden Lehrkräfte sowie an die gesamte Klasse 10D für die gute Mitarbeit.


Gero Schulze Zumkley, TUMKolleg 21/23